JP4164923B2 - DC-DC converter - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、DC−DCコンバータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のDC−DCコンバータは、入力直流電圧から形成した単相交流電圧を形成するインバータ回路、単相交流電圧の変圧を行うトランス、トランスの出力電圧を整流する整流回路、及び、スナバ回路から通常、構成されている。
トランス及び整流回路を単相全波整流方式を採用するのが通常であり、このため、トランスは、同一方向に巻装されて直列接続された一対の部分コイルからなる二次コイルをもち、整流回路は、主電極端子の一方が二次コイルの両端に個別に接続され、主電極端子の他方が共通接続されて一対の直流出力端の一方をなす一対の整流素子とを有している。
【0003】
スナバ回路は、整流回路の整流素子を保護するための保護回路であって、通常、抵抗素子とコンデンサとを直列接続してなるCRフィルタからなる。インバータ回路のスイッチング素子の高速断続により生じてトランスの漏れリアクタンス成分により増大される高周波電圧成分は、このスナバ回路で最大値が抑制されて整流素子に印加されないので、整流素子の保護を行うことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のDC−DCコンバータで大電力のDC−DC電圧変換を行う場合、出力直流電力の増大に比例してスナバ回路で消費される高周波電力が増大し、スナバ回路が発熱してその温度上昇が過大となり、その結果、寿命短縮などの問題が生じた。
【0005】
特に、回路の高密度実装を行うために、スナバ回路を小型化したり、ワンチップ化して樹脂モールドによりモジュール部品化したりする場合に、この弊害が大きくなった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、内蔵する単相全波整流回路の高周波電圧抑制用のスナバ回路の小型化及び寿命延長が可能なDC−DCコンバータを提供することをその目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のDC−DCコンバータによれば、トランスの二次コイルの両端は整流素子を通じて直流出力端子に接続され、二次コイルを構成する一対の部分コイルの直列接続端が一対の直流出力端子の他方に接続されるとともにベースプレートに電気的に接続されて接地端となる。
【0007】
本構成では特に、トランスの二次コイルの両端に接続されるスナバ回路を一対のCRフィルタで構成し、かつ、両CRフィルタの直列接続端をなす導体を、その直下のベースプレートの主面に介在導体を通じて接する。
このようにすれば、単相全波整流用のトランスの二次コイルの一対の部分コイルをそれぞれCRフィルタでバイパス接続する回路構成となるので、スナバ回路の高周波電圧抑制効果を低下することなく、スナバ回路の発熱を両CRフィルタの直列接続端からベースプレートへ介在導体を通じて良好に放熱してその温度上昇を抑止し、この温度上昇により寿命短縮などの問題は従来より格段に改善される。
【0008】
なお、本構成では、従来のスナバ回路が実質的に1個の抵抗素子と1個のコンデンサとを直列接続してなる等価回路で示される1部品で構成されるのに比較して、実質的にこのスナバ回路部品を2個必要とするため、コスト、必要スペースなどの点で不利となるのではないかという懸念が惹起される。
しかし、スナバ回路の両CRフィルタには、トランスの二次コイルの両部分コイルの電圧が別々に印加されるため、各CRフィルタに印加される電圧は従来の半分となり、このため、スナバ回路の電流密度一定条件でのCR電極面積は半分となり、結局、スナバ回路の体格は全体として従来とほぼ等しくなる。
【0009】
すなわち、本構成では、従来、二次コイルが中性点を有するトランスの二次コイルの両端をスナバ回路でバイパス接続していたのに対し、この従来のスナバ回路の半分の大きさのスナバ回路をそれぞれ二次コイルの二つの部分コイルを個別にバイパス接続し、更に、このスナバ回路を構成する両CRフィルタの直列接続端をベースプレートに介在導体で直結するというものであって、スナバ回路の体格やコスト増加を抑止し、その高周波バイパス特性を低下させることなく、簡単な構成でその温度上昇を低減できるものである。
【0010】
請求項2記載の構成によれば請求項1記載のDC−DCコンバータにおいて更に、介在導体は、回路基板のビホールに充填されたビアホール導体を含むので、工程増大や介在導体を別個に作成して所定位置に固定し、電気的接続を行う手間を省くことができる。
請求項3記載のDC−DCコンバータによれば、請求項1記載のDC−DCコンバータと同じく、トランスの中性点付き二次コイルから単相全波整流回路に単相交流電圧が出力され、スナバ回路は、一対のCRフィルタを直列接続してなる。
【0011】
本構成では特に、両CRフィルタの直列接続端をなす導体は、トランスの二次コイルをなす両部分コイルの直列接続端(中性点)から延在するブスバーの下方に配設されて、ブスバーに介在導体を通じて接する。なお、このブスバーは部分コイル自体を延設して構成してもよい。
このようにすれば、請求項1記載の構成と同じく、単相全波整流用のトランスの二次コイルの一対の部分コイルをそれぞれCRフィルタでバイパス接続する回路構成となるので、スナバ回路の高周波電圧抑制効果を低下することなく、スナバ回路の発熱を両CRフィルタの直列接続端からブスバーへ介在導体を通じて良好に放熱してその温度上昇を抑止し、この温度上昇により寿命短縮などの問題は従来より格段に改善される。
【0012】
また、既に請求項1記載の構成の説明で述べたように、スナバ回路自体のコストや体格が大幅に増大することはない。
すなわち、本構成では、従来、二次コイルが中性点を有するトランスの二次コイルの両端をスナバ回路でバイパス接続していたのに対し、この従来のスナバ回路の半分の大きさのスナバ回路をそれぞれ二次コイルの二つの部分コイルを個別にバイパス接続し、更に、このスナバ回路を構成する両CRフィルタの直列接続端をトランスの中性点から突出するブスバーに介在導体で直結するというものであって、スナバ回路の体格やコスト増加を抑止し、その高周波バイパス特性を低下させることなく、簡単な構成でその温度上昇を低減できるものである。
【0013】
本構成では更に、介在導体は、ブスバーと一体に形成されて枝別れする枝別れ導体部からなる。
求項記載の構成によれば、介在導体、回路基板のビホールに充填されたビアホール導体を含むので、工程増大や介在導体を別個に作成して所定位置に固定し、電気的接続を行う手間を省くことができる。
【0014】
請求項5記載の構成によれば請求項1乃至4のいずれかに一項記載のDC−DCコンバータにおいて更に、両CRフィルタは、互いに略等しい交流インピーダンスを有する。
このようにすれば、トランスから出力される単相交流電圧の両半波電圧期間における高周波電圧バイパス特性がバランスするので、その不平衡に伴う複雑な波形の高周波電圧成分が整流素子に印加されるのを回避することができる。
【0015】
なお、本明細書でいう「下方」などの空間関係規定用語は、相対的な空間関係を指定するものであって、絶対的な空間関係を規定するものではない。
【0016】
【発明を実施するための態様】
本発明のDC−DCコンバータの好適な態様を以下の実施例を参照して説明する。
【0017】
【実施例1】
本発明のDC−DCコンバータの実施例としてのDC−DCコンバータ装置を図1に示す回路図を参照して説明する。
(回路構成)
このDC−DCコンバータ装置は、電気自動車の走行エネルギー蓄電用の主バッテリ1から、補機及び制御装置給電用の補機バッテリ2に電圧変換して給電するためのものであって、3は平滑コンデンサ、4は4個のMOSトランジスタ4aをブリッジ接続してなるインバータ回路、6は降圧トランス、7はスナバ回路、8は全波整流用の2個のダイオード、9はチョークコイル10及び平滑コンデンサ11からなる平滑化回路、12は集積化された制御回路である。
【0018】
主バッテリ1の高位側の端子はケーブル13に入力端子14を通じて接続され、主バッテリ1の低位側の端子はケーブル15に入力端子16を通じて接続されている。
平滑コンデンサ3は両入力端子14,16間に接続され、ケーブル13はインバータ回路4の高位直流入力端をなす上アーム側の一対のMOSトランジスタ4aのドレイン電極端子に接続され、ケーブル15はインバータ回路4の低位直流入力端をなす下アーム側の一対のMOSトランジスタ4aのソース電極端子に接続されている。なお、インバータ回路4の各MOSトランジスタ4aのゲート電極は入力される制御電圧増幅用の回路を内蔵している。
【0019】
インバータ回路4の一対の交流出力端子は降圧トランス6の一次コイル60の両端に接続されている。
降圧トランス6の二次コイルは、同一方向に巻装された2つの部分コイル61,62を直列接続してなり、部分コイル61の一端は外部に延設されてブスバー17をなし、部分コイル62の一端は外部に延設されてブスバー18をなす。ブスバー17は、一対のダイオード8の一方のアノード電極端子に接続され、ブスバー18は、一対のダイオード8の他方のアノード電極端子に接続されている。
【0020】
降圧トランス6の二次コイルの中性点をなす中間端子6aは、ブスバー19〜21を通じてベースプレート31(図2参照)に接地されている。
スナバ回路7は、それぞれ抵抗素子とコンデンサとを直列接続してなる等価回路で等価されるチップ状部品から構成されるCRフィルタ71,72を直列接続してなり、ブスバー17は、接続導体22を通じてスナバ回路7の一端に接続され、ブスバー18は接続導体23を通じてスナバ回路7の他端に接続されている。両CRフィルタ71,72の直列接続端は介在導体73を通じてベースプレート31に接地されている。
【0021】
両ダイオード8のカソードは、チョークコイル10の一端24に接続され、チョークコイル10の他端25は、ブスバー26、出力端子27、出力ケーブル28を通じて補機バッテリ2の高位側の端子に接続されている。
(動作説明)
制御回路12は、図示しないその入力端子への充電指令の入力により補機バッテリ2の電圧が所定値に達するまでインバータ回路4の各MOSトランジスタ4aを断続して降圧トランス6の一次コイル60に矩形波交流電圧を印加させ、これによりダイオード8のカソードとブスバー19との間に全波整流電圧を出力させ、更に全波整流電圧を平滑化回路9で平滑して補機バッテリ2に印加する。
【0022】
平滑コンデンサ3はインバータ回路4の断続動作による主バッテリ1の放電電流の変動を低減し、スナバ回路7はCRフィルタとして高周波サージ電圧を吸収する。
(回路部品の配置)
上述した各回路部品の平面配置を要部拡大して図2に示す。
【0023】
30は、外縁形状が略長方形の回路基板であって、図2中、右辺に開口する切り欠き30aと、それに隣接して開口された貫通窓30bとを有する。回路基板30は、アルミベースプレート31の上方にアルミベースプレート31の主面から所定距離を隔てて、それと平行に延設されている。回路基板30は、アルミベースプレート31から回路基板30の裏面側に立設された図示しない柱部にねじにより締結されている。
【0024】
一対のダイオード8は、貫通窓30内にてブスバー19の下方(裏側)に位置して冷却のためにアルミベースプレート31上に固定され、貫通窓30から回路基板30の上方(図2にて紙面から離れる方向)へ突出している。
チョークコイル10は、貫通窓30内にて冷却のためにアルミベースプレート31上に固定され、図2に示すように貫通窓30から回路基板30の上方へ突出している。
【0025】
トランス6も、冷却のためにアルミベースプレート31上に固定され、図2に示すように貫通窓30bから回路基板30の上方へ突出している。
平滑コンデンサ3,11,ICモジュールからなる制御回路12などは回路基板30の上面に実装されている(一部図示省略)。
ブスバー21は、アルミベースプレート3の回路基板30側の主面に立設された支持用突起31aに締結されている。
(要部構造)
以下、この実施例の装置の要部構造を図3を参照して説明する。
【0026】
CRフィルタ71の両端部は回路基板30上に形成された導体パターン30b,30cの上にはんだ固定されており、CRフィルタ72の両端部はプリント回路基板30上に形成された導体パターン30c,30dの上にはんだ固定されている。
導体パターン30cは回路基板30に設けられたビアホール30eの内周面の導体パターンを通じて回路基板30の裏面側の導体パターン30fに連続して形成されている。30gは、ビアホール30eに導体ペーストを充填してなるビアホール導体である。
【0027】
アルミベースプレート31は回路基板30に向けて立設された台形状突部31bを有し、台形状突部31bの頂面は導体パターン30gに密接している。
この実施例では、導体パターン30cは一対のCRフィルタ71,72の直列接続端をなし、30e,30f及びビアホール導体30gは本発明でいう介在導体をなしている。
【0028】
両CRフィルタ71,72の交流インピーダンスは等しく設定されている。
(作用効果)
上述した構成によれば、スナバ回路7を互いに直列接続した一対のCRフィルタ71,72で構成し、両CRフィルタ71,72の直列接続端を上記介在導体を通じてその直下のアルミベースプレート31に接触させているので、スナバ回路7の性能を確保しつつ、スナバ回路7の熱を良好にアルミベースプレート33に放散することができ、製造工程を複雑化することなく、単相全波整流回路に付設するスナバ回路7の温度を良好に低減することができる。
【0029】
また、両CRフィルタ71,72の交流インピーダンスを等しく設定しているので、トランス6から出力される単相交流電圧の両半波電圧期間における高周波電圧バイパス特性がバランスするので、その不平衡に伴う複雑な波形の高周波電圧成分が整流素子に印加されるのを回避することができる。
【0030】
【実施例2】
他の実施例を図4を参照して説明する。
この実施例のスナバ回路7は、両CRフィルタ71,72の直列接続端をなす導体パターン30cの直上に回路基板30と平行に延在するブスバー19の側端部を一部切り欠いて、本発明でいう介在導体をなす枝別れ導体部19aを形成し、この枝別れ導体部19aの中央部を回路基板30側に曲げ、枝別れ導体部19aの先端部を回路基板30と平行に曲げ、この枝別れ導体部19aの先端部を導体パターン30cに密接させたものである。
【0031】
なお、枝別れ導体部19aは導体パターン30cに接するだけでもよく、またははんだなどで固定してもよい。19bは枝別れ導体部19aを切り取った後にブスバー19の側端部にできた切り欠き凹部である。
このようにすれば、スナバ回路7の熱は導体パターン30c、枝別れ導体部19aを通じてブスバー19に放散されるので、スナバ回路7の温度を一層低減することができる。
【0032】
【実施例3】
他の実施例を図5を参照して説明する。
この実施例のスナバ回路7は、図4に示す実施例2の枝別れ導体部19aを設けることなく、ブスバー19全体を折り曲げ、更にそれを両CRフィルタ71,72の端部の電極7aに直接密着させたものである。
【0033】
このようにすれば、薄い導体パターン30cを介することなく、放熱をCRフィルタ71,72からブスバー19に行うことができるので、スナバ回路7の温度上昇を更に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のDC−DCコンバータの一実施例としての電気自動車用のDC−DCコンバータを示す回路図である。
【図2】 図1に示すDC−DCコンバータ装置の平面図である。
【図3】 図2に示すDC−DCコンバータ装置の要部断面図である。
【図4】 図3に示すDC−DCコンバータ装置の変形実施例を示す要部断面図である。
【図5】 図4に示すDC−DCコンバータ装置の変形実施例を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
7はスナバ回路、30は回路基板、31はアルミベースプレート、19はブスバー、19aは枝別れ導体部(介在導体)、30eは導体パターン(介在導体)、30gはビアホール導体(介在導体)、73は介在導体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a DC-DC converter.
[0002]
[Prior art]
Conventional DC-DC converters are usually composed of an inverter circuit that forms a single-phase AC voltage formed from an input DC voltage, a transformer that transforms the single-phase AC voltage, a rectifier circuit that rectifies the output voltage of the transformer, and a snubber circuit. ,It is configured.
Usually, the transformer and the rectifier circuit adopt a single-phase full-wave rectification method. For this reason, the transformer has a secondary coil composed of a pair of partial coils wound in the same direction and connected in series. The circuit includes a pair of rectifying elements in which one of the main electrode terminals is individually connected to both ends of the secondary coil and the other of the main electrode terminals is commonly connected to form one of the pair of DC output ends.
[0003]
The snubber circuit is a protection circuit for protecting the rectifying element of the rectifying circuit, and is usually composed of a CR filter in which a resistance element and a capacitor are connected in series. The high-frequency voltage component generated by high-speed interruption of the switching element of the inverter circuit and increased by the leakage reactance component of the transformer is suppressed by the maximum value by this snubber circuit and is not applied to the rectifying element, so that the rectifying element can be protected. it can.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when high-power DC-DC voltage conversion is performed by the above-described conventional DC-DC converter, the high-frequency power consumed in the snubber circuit increases in proportion to the increase in output DC power, and the snubber circuit generates heat. The temperature rise was excessive, resulting in problems such as shortening the service life.
[0005]
In particular, when the snubber circuit is miniaturized or a single chip is formed into a module part by resin molding in order to perform high-density mounting of the circuit, this adverse effect has been increased.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a DC-DC converter capable of reducing the size and extending the life of a snubber circuit for suppressing a high-frequency voltage of a built-in single-phase full-wave rectifier circuit. It is said.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the DC-DC converter of claim 1, both ends of the secondary coil of the transformer are connected to the DC output terminal through the rectifier element, and the series connection ends of the pair of partial coils constituting the secondary coil are a pair of DC outputs. The ground terminal is connected to the other terminal and electrically connected to the base plate.
[0007]
In this configuration, in particular, the snubber circuit connected to both ends of the secondary coil of the transformer is composed of a pair of CR filters, and the conductor forming the series connection end of both CR filters is interposed on the main surface of the base plate immediately below Contact through a conductor.
If it does in this way, since it becomes a circuit composition which bypass-connects a pair of partial coils of a secondary coil of a transformer for single phase full wave rectification with a CR filter, respectively, without reducing the high frequency voltage suppression effect of the snubber circuit, The heat generated in the snubber circuit is radiated well from the series connection end of both CR filters to the base plate through the intervening conductor to suppress the temperature rise, and this temperature rise significantly improves the problems such as shortening the service life.
[0008]
In this configuration, the conventional snubber circuit is substantially compared to a single component shown by an equivalent circuit in which one resistance element and one capacitor are connected in series. In addition, since two snubber circuit components are required, there is a concern that it may be disadvantageous in terms of cost, required space, and the like.
However, since the voltages of both partial coils of the secondary coil of the transformer are separately applied to both CR filters of the snubber circuit, the voltage applied to each CR filter is half that of the conventional one. The CR electrode area under the constant current density condition is halved. As a result, the size of the snubber circuit as a whole is almost equal to that of the conventional one.
[0009]
In other words, in this configuration, the secondary coil is conventionally connected by bypass at both ends of the secondary coil of the transformer having a neutral point, while the snubber circuit is half the size of this conventional snubber circuit. The two partial coils of the secondary coil are individually connected by bypass, and the series connection ends of both CR filters constituting the snubber circuit are directly connected to the base plate by an intervening conductor. In addition, the temperature increase can be reduced with a simple configuration without increasing the cost and reducing the high-frequency bypass characteristics.
[0010]
According to the configuration of claim 2, wherein further the DC-DC converter of claim 1, wherein the intervening conductor, because it includes a via-hole conductor filled in vias holes in the circuit board, create separate step increase or intervening conductor Thus, it is possible to save the trouble of fixing in place and performing electrical connection.
According to the DC-DC converter of the third aspect, the single-phase AC voltage is output from the secondary coil with the neutral point of the transformer to the single-phase full-wave rectifier circuit, similarly to the DC-DC converter of the first aspect. The snubber circuit is formed by connecting a pair of CR filters in series.
[0011]
In this configuration, in particular, the conductor forming the series connection end of both CR filters is arranged below the bus bar extending from the series connection end (neutral point) of both partial coils forming the secondary coil of the transformer. to contact through the intervening conductor. The bus bar may be formed by extending the partial coil itself.
According to this configuration, since the pair of partial coils of the secondary coil of the transformer for single-phase full-wave rectification is bypass-connected by the CR filter, similarly to the configuration of claim 1, the high frequency of the snubber circuit is obtained. Without reducing the voltage suppression effect, the heat generated in the snubber circuit is well radiated from the series connection end of both CR filters to the bus bar through the intervening conductor to suppress the temperature rise. It will be much improved.
[0012]
Further, as already described in the description of the configuration of claim 1, the cost and the size of the snubber circuit itself do not increase significantly.
In other words, in this configuration, the secondary coil is conventionally connected by bypass at both ends of the secondary coil of the transformer having a neutral point, while the snubber circuit is half the size of this conventional snubber circuit. The two partial coils of the secondary coil are individually bypass-connected, and the series connection ends of both CR filters constituting this snubber circuit are directly connected to the bus bar protruding from the neutral point of the transformer by an intervening conductor. Thus, the increase in temperature can be reduced with a simple configuration without increasing the size and cost of the snubber circuit and without deteriorating its high frequency bypass characteristics.
[0013]
In this configuration , the intervening conductor further includes a branched conductor portion that is formed integrally with the bus bar and branches.
According to the configuration of Motomeko 4, via stationary conductor, because it includes a via-hole conductor filled in vias holes in the circuit board, a step increase or intervening conductor separately created and fixed in position, electrical It is possible to save the trouble of making a general connection.
[0014]
According to the configuration of claim 5 according to claim 1 further in the DC-DC converter of any of the description one of 4, both CR filter has a substantially equal AC impedance each other.
In this way, the high-frequency voltage bypass characteristics in both half-wave voltage periods of the single-phase AC voltage output from the transformer are balanced, so that a high-frequency voltage component having a complicated waveform accompanying the unbalance is applied to the rectifying element. Can be avoided.
[0015]
Note that the term “spatial relationship” such as “downward” in the present specification specifies a relative spatial relationship, and does not specify an absolute spatial relationship.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the DC-DC converter of the present invention will be described with reference to the following examples.
[0017]
[Example 1]
A DC-DC converter device as an embodiment of the DC-DC converter of the present invention will be described with reference to a circuit diagram shown in FIG.
(Circuit configuration)
This DC-DC converter device is for converting the voltage from the main battery 1 for running energy storage of an electric vehicle to the auxiliary battery 2 for supplying power to the auxiliary device and the control device. Capacitor 4 is an inverter circuit formed by bridge-connecting four MOS transistors 4a, 6 is a step-down transformer, 7 is a snubber circuit, 8 is two diodes for full-wave rectification, 9 is a choke coil 10 and a smoothing capacitor 11 A smoothing circuit 12 is an integrated control circuit.
[0018]
The higher terminal of the main battery 1 is connected to the cable 13 through the input terminal 14, and the lower terminal of the main battery 1 is connected to the cable 15 through the input terminal 16.
The smoothing capacitor 3 is connected between the input terminals 14 and 16, the cable 13 is connected to the drain electrode terminals of the pair of MOS transistors 4a on the upper arm side forming the higher DC input terminal of the inverter circuit 4, and the cable 15 is the inverter circuit. 4 is connected to the source electrode terminals of the pair of MOS transistors 4a on the lower arm side forming the lower DC input terminal 4. The gate electrode of each MOS transistor 4a of the inverter circuit 4 incorporates a circuit for amplifying the input control voltage.
[0019]
A pair of AC output terminals of the inverter circuit 4 are connected to both ends of the primary coil 60 of the step-down transformer 6.
The secondary coil of the step-down transformer 6 is formed by connecting two partial coils 61 and 62 wound in the same direction in series. One end of the partial coil 61 extends outside to form a bus bar 17, and the partial coil 62. One end of this is extended to the outside to form a bus bar 18. The bus bar 17 is connected to one anode electrode terminal of the pair of diodes 8, and the bus bar 18 is connected to the other anode electrode terminal of the pair of diodes 8.
[0020]
The intermediate terminal 6a that forms the neutral point of the secondary coil of the step-down transformer 6 is grounded to the base plate 31 (see FIG. 2) through the bus bars 19-21.
The snubber circuit 7 is formed by serially connecting CR filters 71 and 72 composed of chip-like components equivalent to each other by an equivalent circuit in which a resistance element and a capacitor are connected in series, and the bus bar 17 is connected through a connection conductor 22. The bus bar 18 is connected to one end of the snubber circuit 7, and the bus bar 18 is connected to the other end of the snubber circuit 7 through the connection conductor 23. The serial connection ends of both CR filters 71 and 72 are grounded to the base plate 31 through the intervening conductor 73.
[0021]
The cathodes of both diodes 8 are connected to one end 24 of the choke coil 10, and the other end 25 of the choke coil 10 is connected to the higher terminal of the auxiliary battery 2 through the bus bar 26, the output terminal 27, and the output cable 28. Yes.
(Description of operation)
The control circuit 12 intermittently connects each MOS transistor 4a of the inverter circuit 4 until the voltage of the auxiliary battery 2 reaches a predetermined value by the input of a charging command to its input terminal (not shown), and the control coil 12 is rectangular in the primary coil 60 of the step-down transformer 6. A wave AC voltage is applied, whereby a full-wave rectified voltage is output between the cathode of the diode 8 and the bus bar 19, and the full-wave rectified voltage is smoothed by the smoothing circuit 9 and applied to the auxiliary battery 2.
[0022]
The smoothing capacitor 3 reduces fluctuations in the discharge current of the main battery 1 due to the intermittent operation of the inverter circuit 4, and the snubber circuit 7 absorbs a high-frequency surge voltage as a CR filter.
(Arrangement of circuit parts)
FIG. 2 shows an enlarged plan view of the circuit components described above.
[0023]
Reference numeral 30 denotes a circuit board having a substantially rectangular outer edge shape, and includes a notch 30a opened on the right side in FIG. 2 and a through window 30b opened adjacent thereto. The circuit board 30 extends above the aluminum base plate 31 in parallel with the aluminum base plate 31 at a predetermined distance from the main surface. The circuit board 30 is fastened by screws to an unillustrated column portion standing on the back side of the circuit board 30 from the aluminum base plate 31.
[0024]
The pair of diodes 8 are positioned below the bus bar 19 (back side) in the through window 30 and are fixed on the aluminum base plate 31 for cooling, and above the circuit board 30 from the through window 30 (on the paper surface in FIG. 2). Projecting away from the head).
The choke coil 10 is fixed on the aluminum base plate 31 for cooling in the through window 30 and protrudes above the circuit board 30 from the through window 30 as shown in FIG.
[0025]
The transformer 6 is also fixed on the aluminum base plate 31 for cooling, and protrudes above the circuit board 30 from the through window 30b as shown in FIG.
The smoothing capacitors 3 and 11, the control circuit 12 including an IC module, and the like are mounted on the upper surface of the circuit board 30 (partially omitted).
The bus bar 21 is fastened to a support protrusion 31 a erected on the main surface of the aluminum base plate 3 on the circuit board 30 side.
(Main part structure)
The structure of the main part of the apparatus of this embodiment will be described below with reference to FIG.
[0026]
Both ends of the CR filter 71 are soldered on the conductor patterns 30b and 30c formed on the circuit board 30, and both ends of the CR filter 72 are conductor patterns 30c and 30d formed on the printed circuit board 30. Soldered on top.
The conductor pattern 30 c is formed continuously with the conductor pattern 30 f on the back surface side of the circuit board 30 through the conductor pattern on the inner peripheral surface of the via hole 30 e provided in the circuit board 30. 30 g is a via hole conductor formed by filling the via hole 30 e with a conductive paste.
[0027]
The aluminum base plate 31 has a trapezoidal protrusion 31b erected toward the circuit board 30, and the top surface of the trapezoidal protrusion 31b is in close contact with the conductor pattern 30g.
In this embodiment, the conductor pattern 30c constitutes a series connection end of a pair of CR filters 71 and 72, and 30e and 30f and the via-hole conductor 30g constitute an interposing conductor as referred to in the present invention.
[0028]
The AC impedances of both CR filters 71 and 72 are set equal.
(Function and effect)
According to the above-described configuration, the snubber circuit 7 is constituted by a pair of CR filters 71 and 72 connected in series with each other, and the series connection ends of both CR filters 71 and 72 are brought into contact with the aluminum base plate 31 directly below the intermediate conductor. Therefore, while ensuring the performance of the snubber circuit 7, the heat of the snubber circuit 7 can be dissipated well to the aluminum base plate 33, and is attached to the single-phase full-wave rectifier circuit without complicating the manufacturing process. The temperature of the snubber circuit 7 can be reduced satisfactorily.
[0029]
Further, since the AC impedances of both CR filters 71 and 72 are set to be equal, the high-frequency voltage bypass characteristics in both half-wave voltage periods of the single-phase AC voltage output from the transformer 6 are balanced. A high-frequency voltage component having a complicated waveform can be avoided from being applied to the rectifying element.
[0030]
[Example 2]
Another embodiment will be described with reference to FIG.
In the snubber circuit 7 of this embodiment, a part of the side end of the bus bar 19 extending in parallel with the circuit board 30 is cut out directly above the conductor pattern 30c forming the series connection end of both the CR filters 71 and 72. Forming a branching conductor portion 19a forming an intervening conductor referred to in the invention, bending the central portion of the branching conductor portion 19a to the circuit board 30 side, bending the tip of the branching conductor portion 19a parallel to the circuit board 30, The branch conductor portion 19a has its tip end in close contact with the conductor pattern 30c.
[0031]
The branched conductor portion 19a may be in contact with the conductor pattern 30c or may be fixed with solder or the like. Reference numeral 19b denotes a notch recess formed in the side end portion of the bus bar 19 after the branching conductor portion 19a is cut off.
In this way, the heat of the snubber circuit 7 is dissipated to the bus bar 19 through the conductor pattern 30c and the branched conductor portion 19a, so that the temperature of the snubber circuit 7 can be further reduced.
[0032]
[Example 3]
Another embodiment will be described with reference to FIG.
In the snubber circuit 7 of this embodiment, the entire bus bar 19 is bent without providing the branching conductor portion 19a of the second embodiment shown in FIG. 4, and further, it is directly applied to the electrodes 7a at the ends of both CR filters 71 and 72. It is a close contact.
[0033]
In this way, heat can be radiated from the CR filters 71 and 72 to the bus bar 19 without going through the thin conductor pattern 30c, so that the temperature rise of the snubber circuit 7 can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a DC-DC converter for an electric vehicle as an embodiment of the DC-DC converter of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the DC-DC converter device shown in FIG.
3 is a cross-sectional view of a main part of the DC-DC converter device shown in FIG.
4 is a cross-sectional view of an essential part showing a modified embodiment of the DC-DC converter device shown in FIG. 3. FIG.
5 is a perspective view of an essential part showing a modified embodiment of the DC-DC converter device shown in FIG. 4; FIG.
[Explanation of symbols]
7 is a snubber circuit, 30 is a circuit board, 31 is an aluminum base plate, 19 is a bus bar, 19a is a branched conductor (intervening conductor), 30e is a conductor pattern (intervening conductor), 30g is a via-hole conductor (intervening conductor), 73 is Intervening conductor

Claims (4)

同一方向に巻装されて直列接続された一対の部分コイル(61、62)からなる二次コイルをもつトランス(6)と、
直流電圧を断続制御して前記トランス(6)の一次コイル(60)に単相交流電圧を印加するインバータ回路(4)と、
前記直列接続された一対の部分コイル(61、62)の両端の一方に一端が接続され、他端が一対の直流出力端の一方(24)をなす第1の整流素子(8)と、
前記直列接続された一対の部分コイル(61、62)の両端の他方に一端が接続され、他端が一対の直流出力端の一方(24)をなす第2の整流素子(8)と、
前記一対の直流出力端の他方をなす前記一対の部分コイル(61、62)の直列接続端である中間端子(6a)に接続される接地用のベースプレート(31)と、
前記ベースプレート(31)から前記回路基板(30)に向けて立設された突部(31b)の頂面に密着して前記ベースプレート(31)に固定される路基板(30)と、
前記二次コイルの両端間に接続される一対のCRフィルタ(71、72)を直列接続してなり前記回路基板(30)に実装されるスナバ回路と、
を備え、
前記両CRフィルタ(71、72)互いに接続された端子である直列接続端をなす導体(30c)は、その直下のベースプレート(31)の前記突部(31b)の頂面に介在導体(30e、30f及び30g、73)を通じて接することを特徴とするDC−DCコンバータ。
A transformer (6) having a secondary coil composed of a pair of partial coils (61, 62) wound in the same direction and connected in series;
An inverter circuit (4) for intermittently controlling the DC voltage and applying a single-phase AC voltage to the primary coil (60) of the transformer (6) ;
A first rectifying element (8) having one end connected to one of both ends of the pair of partial coils (61, 62) connected in series and the other end forming one (24) of a pair of DC output ends;
A second rectifier element (8) having one end connected to the other end of the pair of partial coils (61, 62) connected in series and the other end forming one (24) of the pair of DC output ends;
A grounding base plate (31) connected to an intermediate terminal (6a) which is a series connection end of the pair of partial coils (61, 62) forming the other of the pair of DC output ends;
Wherein the circuit board protrusion erected toward (30) circuitry substrate (30) in close contact with the top surface being secured to said base plate (31) of (31b) from said base plate (31),
A snubber circuit formed by connecting a pair of CR filters (71, 72) connected between both ends of the secondary coil in series and mounted on the circuit board (30) ;
With
A conductor (30c) forming a serial connection end, which is a terminal connected to each other of the CR filters (71, 72) , is disposed on the top surface of the protrusion (31b) of the base plate (31) directly below the interposition conductor (30e). , 30f and 30g, 73) .
請求項1記載のDC−DCコンバータにおいて、
前記介在導体は、前記回路基板のビホールに充填されたビアホール導体を含むことを特徴とするDC−DCコンバータ。
The DC-DC converter according to claim 1, wherein
The intervening conductor, DC-DC converter which comprises a via-hole conductor filled in vias holes in the circuit board.
同一方向に巻装されて直列接続された一対の部分コイル(61、62)からなる二次コイルをもつトランス(6)と、
直流電圧を断続制御して前記トランス(6)の一次コイル(60)に単相交流電圧を印加するインバータ回路(4)と、
前記直列接続された一対の部分コイル(61、62)の両端の一方に一端が接続され、他端が一対の直流出力端の一方(24)をなす第1の整流素子(8)と、
前記直列接続された一対の部分コイル(61、62)の両端の他方に一端が接続され、他端が一対の直流出力端の一方(24)をなす第2の整流素子(8)と、
前記二次コイルの両端間に接続される一対のCRフィルタ(71、72)を直列接続してなり前記回路基板(30)に実装されるスナバ回路と、
前記回路基板(30)と平行に延在するブスバー(19)と、
を備え、
前記両CRフィルタ(71、72)互いに接続された端子である直列接続端をなす導体(30c)は、前記トランス(6)の前記両部分コイル(61、62)の直列接続端である中間端子(6a)から延在する前記ブスバー(19)の下方に配設されて、前記ブスバー(19)に介在導体を通じて接し、
記介在導体は、前記ブスバー(19)の即端部を一部切り欠いて前記回路基板側に曲げて形成した枝別れ導体部(19a)からなることを特徴とするDC−DCコンバータ。
A transformer (6) having a secondary coil composed of a pair of partial coils (61, 62) wound in the same direction and connected in series;
An inverter circuit (4) for intermittently controlling the DC voltage and applying a single-phase AC voltage to the primary coil (60) of the transformer (6) ;
A first rectifying element (8) having one end connected to one of both ends of the pair of partial coils (61, 62) connected in series and the other end forming one (24) of a pair of DC output ends;
A second rectifier element (8) having one end connected to the other end of the pair of partial coils (61, 62) connected in series and the other end forming one (24) of the pair of DC output ends;
A snubber circuit formed by connecting a pair of CR filters (71, 72) connected between both ends of the secondary coil in series and mounted on the circuit board (30) ;
A bus bar (19) extending parallel to the circuit board (30);
With
A conductor (30c) forming a series connection end that is a mutually connected terminal of both CR filters (71, 72) is an intermediate that is a series connection end of the two partial coils (61, 62) of the transformer (6). is disposed below the terminal said bus bar (19) extending from (6a), and contact through intervening conductor wherein the busbar (19),
Before SL intervening conductor, DC-DC converter characterized by comprising the said bus bars branching conductor portion of the immediate end was partially cutaway formed by bending the circuit board side (19) (19a).
請求項1乃至のいずれか一項記載のDC−DCコンバータにおいて、
前記両CRフィルタは、互いに略等しい交流インピーダンスを有することを特徴とするDC−DCコンバータ。
The DC-DC converter according to any one of claims 1 to 3 ,
The two CR filters have DC impedances that are substantially equal to each other.
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